工业软件的计算技术及构造实践

　　目录第1章工业软件概述/11.1工业互联网环境下的工业软件/11.1.1制造业的变化趋势/11.1.2企业数字化转型的途径/31.1.3工业软件的分类及发展趋势/41.2智能互联时代的工业软件构造思想/61.2.1互联网环境下的工业软件构造挑战/61.2.2工业软件构造思想/91.3数据智能驱动的工业软件计算框架/101.3.1结合云边端架构的计算维度/111.3.2面向全生命周期的信息维度/111.3.3混合智能推理的算法维度/121.3.4基于多层互操作的交互维度/12本章小结/12本章参考文献/13第2章工业软件的计算架构/142.1工业软件的计算架构演化/142.2面向复杂软件交互的云边端架构/172.2.1云边端架构/172.2.2云边端架构下工业任务的计算资源分配/182.3基于微服务架构的工业软件构造/212.3.1微服务架构/212.3.2工业微服务的设计过程/232.3.3软件系统的部署/262.4从数字孪生到元宇宙的计算架构/302.4.1物理世界虚拟化/322.4.2虚拟世界物理化/332.4.3虚实共生计算/352.4.4面向元宇宙的发展/37本章小结/39本章参考文献/39工业软件的计算技术及构造实践目录第3章工业软件的信息框架/413.1产品制造的信息框架/413.2产品维度的信息模型框架/433.2.1几何模型/443.2.2非几何信息模型/463.2.3MBD模型/483.2.4全光函数信息模型/483.3过程维度的信息模型框架/493.3.1产品信息资源模型/493.3.2产品信息模型转换及映射/503.4管理维度的信息模型框架/533.4.1制造本体的构建及演化/563.4.2知识图谱/60本章小结/67本章参考文献/67第4章工业软件的智能处理算法/694.1工业软件的知识表示方法/694.2基于规则的工业软件算法/704.2.1基于一般规则的工业软件算法/704.2.2基于时序规则的工业软件算法/724.2.3基于聚合规则的工业软件算法/764.3基于数据的工业软件算法/774.3.1基于聚类的工业软件算法/774.3.2基于关联分析的工业软件算法/784.4基于深度学习的工业软件算法/794.4.1基于深度神经网络的工业软件算法/794.4.2基于深度置信网络的工业软件算法/814.4.3基于卷积神经网络的工业软件算法/814.4.4基于卷积深度置信网络的工业软件算法/834.5混合推理工业软件算法/834.5.1基于本体预测推理的工业软件算法/834.5.2基于反绎学习的工业软件算法/85本章小结/86本章参考文献/86第5章工业软件互操作机制/895.1工业软件的互操作技术/895.2工业软件的语法互操作技术/915.2.1数据采集/925.2.2数据链接/935.2.3信息融合/945.2.4智能处理/955.2.5信息应用/965.3工业软件的语义互操作技术/965.3.1基于数据特征的属性级语义处理/975.3.2基于知识图谱的实体级语义处理/975.3.3基于领域本体的概念级语义处理/995.3.4基于事理图谱的事件类语义处理/995.4工业软件的语用互操作技术/1005.4.1信息意图的感知/1015.4.2环境资源的配置/1045.4.3动作行为的决策/1065.5工业软件的互操作前沿技术发展/1075.5.1动态互操作技术/1075.5.2概念互操作技术/109本章小结/110本章参考文献/110第6章基于云平台的工业软件构造及实践/1126.1基于云平台的工业软件架构/1126.1.1云平台架构/1126.1.2服务平台构建思路/1146.1.3云服务平台构建技术/1166.2船舶行业供应链云平台构造实践/1176.2.1业务分析/1176.2.2信息架构/1196.2.3技术架构/1256.2.4典型算法设计/1266.2.5集成交互方式/1286.2.6平台实现/1306.2.7应用结果/134本章小结/139本章参考文献/139第7章基于边缘计算的工业软件构造及实践/1407.1基于边缘计算的工业软件架构/1407.2航天行业边缘计算单元交互平台构造实践/1477.2.1业务分析/1477.2.2信息架构/1487.2.3技术架构/1507.2.4典型算法设计/1527.2.5集成交互方式/1567.2.6软件实现/1587.2.7应用结果/164本章小结/168本章参考文献/168第8章应用端工业软件构造及实践/1698.1应用端工业软件构造方法/1698.1.1工业APP的应用模式/1698.1.2应用端软件开发方法论/1718.2典型案例1：基于知识图谱的航空产品构型变更管理软件/1738.2.1业务分析/1738.2.2信息架构/1778.2.3技术架构/1818.2.4典型算法设计/1828.2.5软件实现/1838.2.6应用结果/1898.3典型案例2：基于三维点云的船舶弯板智能加工系统/1958.3.1业务分析/1968.3.2信息架构/1988.3.3技术架构/2018.3.4典型算法设计/2038.3.5软件实现/2128.3.6应用结果/220本章小结/221本章参考文献/221第9章工业软件构造发展趋势/2239.1开源生态助力工业软件发展/2239.1.1开源软件/2239.1.2工业软件的生态/2259.2工业软件发展趋势和展望/2329.2.1工业软件面临的新挑战/2329.2.2工业软件的未来技术趋势/232本章小结/237本章参考文献/237

　　蔡鸿明，上海交通大学教授，博士生导师。西北工业大学本硕博，上海交通大学计算机博士后出站。2008年获德国克虏伯基金会“中国优秀青年学者奖学金”，2011年被上海交通大学遴选为博士生导师，2012被中国科协授予“全国优秀科技工作者”荣誉称号。2015年任上海交通大学软件学院副院长，2019年起任上海交通大学软件学院书记。主要学术兼职包括:ACM/IEEE Senior member，中国图学学会常务理事，计算机图学专委会主任；中国计算机学会杰出会员，协同计算及计算机应用专委会执行委员；中国自动化学会制造技术专业委员会委员等，并担任多个国际期刊编辑。获中国高校科技进步奖，中国高校自然科学奖，上海市科技进步奖等省部科技奖励4项，近期发表论著200余篇，SCI/EI收录超过150篇，其中ESI高被引论文4篇，授权发明专利30余项。

　　本书从制造企业的数字化转型出发，分析了工业互联网时代的工业软件特点以及面临的挑战，以软件的架构设计为基础，从计算、信息、算法等三个维度构建了工业互联网环境下的工业软件构造方法框架，并基于语法级、语义级、语用级等多层次的互操作机制，结合当前主流网络架构，阐述了计算、信息、算法、集成等方面的软件构造技术和前沿发展趋势。本书适合于计算机类和信息管理类的研究生学习，也可作为工业软件领域业务咨询、软件开发、系统运维等相关技术人员的参考指导书。